火星快车和巨大而神秘的火星火山云的案例

by 海根·沃伦

在整个火星南半球的春季和夏季,每天都会从 Arsia Mons 火山中冒出一大片广阔的云。研究人员多年 - 因为观察火星天气通常只是在其他调查期间偶然发生。

现在,一个主要使用欧洲航天局 (ESA) 的 Mars Express 轨道飞行器以及来自过去和现在的 NASA 和 ISRO 航天器的数据的研究人员团队拼凑了围绕这片云的谜团。

阿尔西亚蒙斯 是云的起源地,位于火星赤道以南的 Tharsis 凸起,是火星上唯一已知的低纬度(赤道)位置。 火星 并且是同类中唯一拥有云层的火山。 

因此,这使得定期形成的云成为一个有趣的研究目标。 事实上, 来自欧空局的火星快车, 火星侦察轨道器 (MRO), 火星大气和挥发性演化 (行家) 和 维京人 2 美国宇航局的任务,以及 火星轨道飞行器任务 (MOM) 来自印度的人不时观察到云的所有部分。

根据之前进行的 100 多次观测,人们知道在 Arsia Mons 周围的春季和夏季,云的形成有些规律。但是由于缺乏进一步的研究,无法了解云的形成过程是 - 如果团队想要使用更高分辨率的仪器安排时间,这是至关重要的。

虽然在此之前不使用这些仪器似乎很奇怪,但由于天气模式的不可预测性,在计划使用不适合此类活动的高度详细的仪器进行天气观测时会犹豫不决。

基本上,如果科学家想使用一种或多种仪器来观察火星上的局部天气,他们需要证明当航天器上的仪器飞过头顶时天气就会存在。

西班牙毕尔巴鄂巴斯克地区大学的 Jorge Hernández Bernal 说:“为了清除这些障碍,我们使用了 Mars Express 的秘密工具之一——视觉监控摄像头,或 VMC。”新发现的作者。

火星快车 的宽视野、低分辨率 VMC 最初的唯一目的是在视觉上确认 ESA 的 Beagle 2 着陆器在下降到火星表面之前与轨道器分离。之后,它被关闭关闭。  

几年后,VMC 被重新打开以收集图像以供公众与火星互动。 ESA 最终将相机重新归类为科学仪器——使其能够更频繁地使用。

阿尔西亚蒙斯 拉长的云。信用:欧空局

VMC 具有 2003 年计算机网络摄像头的分辨率。虽然并不出众,但其广阔的视野对于更好地了解云至关重要,因为它使科学家能够在整个日常周期中看到整个云,并调查导致云出现异常的原因发生。 

相机揭示了云层日常形成的显着一致性和模式。

从那里,该团队挖掘了 1970 年代中期来自 MRO、MAVEN、MOM 甚至 NASA 的 Viking 2 轨道飞行器的档案数据。 1970 年代,”Jorge 说。“我们发现这片巨大而迷人的云在很久以前就已经被部分成像了。”

这使得每天形成的稳定图像得以形成。 把握好时机,该团队在 Arsia Mons 的 Mars Express 上训练了高分辨率立体相机 (HRSC) 和可见光和红外矿物测绘光谱仪 (OMEGA) 仪器。

使用来自 VMC、HRSC 和 OMEGA 的 63 次观测,​​以及档案 MOM、MRO、MAVEN 和 Viking 2 数据,该团队将云确定为地形云,或者是由风被迫向上的形式地形特征,如山脉、火山、山谷。

每天的春季和夏季 Arsia Mons 地形云在当地时间早上 05:00 左右开始,因为火山的特征迫使西侧的空气向上进入更凉爽、更高的海拔,在那里它开始凝结并继续上升。

最初的发展向上延伸至 45 公里,向外延伸至 150 公里,此时云的顶部被火星的赤道风吹起。顶部以接近 600 公里/的速度迅速向西移动穿过高层大气h,形成1800公里长的尾巴。

日出后两个半小时,云层完全脱离 Arsia Mons,并在消散时向西移动。

在地球上经常可以看到地形云;然而,它们远没有在火星上观察到的那样广阔或复杂。了解这片云的起源现在使科学家能够创建更好的火星局部和全球天气模式模型,并更好地了解火星之间的相似之处。 €™ 大气和地球的。

考虑到其常规和可预测的性质,该云很可能成为阿拉伯联合酋长国的 Al-Amal 轨道飞行器的主要兴趣点,该轨道飞行器于 2021 年 2 月抵达火星轨道。  该任务是有史以来第一次致力于研究火星的天气,因此也是这颗红色星球的第一颗真正的天气卫星。 

除了这项新研究更好地了解火星云的形成之外,VMC 的使用还提供了另一堂课,即寻找独特和创新的方法在红色星球上使用仍在运行的航天器和仪器,即使它们的分辨率或有效性不如发送到我们邻近星球的最新技术。 

重新激活 VMC 后,火星快车团队现在已经用它来观察和分析火星沙尘暴、高纬度云、尘埃结构和火星大气的其他变化。 VMC 还监测了极地冰盖的变化。

(主图:火星快车。信用:欧空局/空中客车公司)

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